中断技术与中断控制器
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一、实验目的1. 理解中断控制的基本原理,掌握中断控制器的功能和工作方式。
2. 学习在嵌入式系统中实现中断控制的方法,提高嵌入式系统设计的实践能力。
3. 通过实验,掌握中断优先级设置、中断服务程序编写以及中断嵌套等关键技术。
二、实验原理中断控制是嵌入式系统设计中常见的一种技术,它能够使CPU在执行当前程序时,响应来自外部设备的中断请求,从而实现实时处理。
中断控制器(如8259、PIC等)是中断控制的核心部件,它负责接收中断请求、判断中断优先级、选择中断服务程序等。
三、实验设备1. 嵌入式开发板:如STM32、AVR等。
2. 调试器:如ST-Link、JTAG等。
3. 示波器:用于观察信号波形。
4. 相关开发软件:如Keil、IAR等。
四、实验内容1. 中断控制器初始化根据所使用的开发板和中断控制器型号,编写初始化代码,配置中断控制器的工作模式、中断优先级等。
2. 中断服务程序编写编写中断服务程序,实现对中断事件的响应和处理。
根据实际需求,编写中断服务程序的内容,如读取传感器数据、控制执行器动作等。
3. 中断优先级设置根据系统需求,设置中断优先级。
例如,高优先级的中断请求应优先处理,以保证系统的实时性。
4. 中断嵌套实现中断嵌套功能,允许高优先级的中断请求打断低优先级的中断服务程序。
5. 实验验证编写测试程序,验证中断控制功能是否正常。
使用示波器观察信号波形,确保中断请求、中断服务程序等环节正确执行。
五、实验步骤1. 搭建实验环境将开发板、调试器、示波器等设备连接好,并启动相关开发软件。
2. 编写初始化代码根据开发板和中断控制器型号,编写初始化代码,配置中断控制器的工作模式、中断优先级等。
3. 编写中断服务程序根据实际需求,编写中断服务程序,实现对中断事件的响应和处理。
4. 设置中断优先级根据系统需求,设置中断优先级。
5. 实现中断嵌套实现中断嵌套功能,允许高优先级的中断请求打断低优先级的中断服务程序。
计算机组成原理中断控制器的基本功能中断控制器是计算机系统中的一个重要组成部分,主要用于处理各种中断信号并将其传递给相应的处理器或设备。
其基本功能包括中断信号的检测、中断优先级的判断、中断信号的分发与转发、中断处理程序的调度与执行以及中断屏蔽与使能等。
1.中断信号的检测中断控制器首先需要检测各个设备或外部信号源是否发出了中断请求信号。
这通常通过轮询、屏蔽位检测或中断请求线检测等方式实现。
一旦检测到中断请求信号,控制器将会对其进行处理。
2.中断优先级的判断系统中可能出现多个中断信号同时请求的情况,此时中断控制器需要对这些中断信号进行优先级判断,以确定应该先处理哪个中断信号。
一般来说,中断信号的优先级是在设备或外部信号源中预设的,较高优先级的中断将被优先处理。
3.中断信号的分发与转发中断控制器需要将检测到的中断信号传递给相应的处理器或设备。
对于多处理器系统,中断控制器需要将中断请求转发给特定的处理器,以确保正确地处理中断。
对于单处理器系统,中断控制器会将中断请求传递给处理器的中断请求线。
4.中断处理程序的调度与执行当中断信号被传递给处理器后,处理器会根据中断向量或中断号查找相应的中断处理程序,并执行该程序。
中断处理程序会对中断请求进行实际处理,包括保存寄存器状态、执行中断服务例程、清除中断状态等操作。
5.中断屏蔽与使能为了避免一些中断的干扰或过多的中断请求导致系统性能下降,中断控制器提供了中断屏蔽与使能功能。
这意味着系统可以根据需要屏蔽或使能一些中断信号,以控制中断的发生与处理。
总的来说,中断控制器在计算机系统中起到了重要的作用,能够有效处理各种中断信号,并将其传递给相应的处理器或设备。
它的基本功能包括中断信号的检测、中断优先级的判断、中断信号的分发与转发、中断处理程序的调度与执行以及中断屏蔽与使能等。
通过这些功能的支持,系统能够及时响应各种中断请求,并进行相应的处理,从而保证计算机系统的正常运行。
中断技术和中断控制器8259A练习题及答案一、填空题1.8088微处理器最多能处理256种不同类型的中断。
2.8088系统的中断向量表位于从内存地址 00000H 开始,占1K字节存储单元。
3.8088CPU响应INTR中断时,将PSW(或标志寄存器内容)和断点(或CS:IP)进堆栈保存。
4.8259A可管理8级优先级中断源,通过级联,最多可管理 64 级优先级中断源。
5.若8259A的IRR(中断请求寄存器)的内容为10H,说明IR4请求中断。
二、选择题6.8088CPU的标志寄存器中IF=1时,表示允许CPU响应______中断。
CA.内部中断B.外部中断C.可屏蔽中断D.不可屏蔽中断7.CPU在响应中断时,保存断点是指______。
DA.将用户设置的程序指令地址入栈保存B.将中断服务程序的入口地址入栈保存C.将程序状态字PSW入栈保存D.将返回地址即程序计数器PC(CS:IP)的内容入栈保存8.8088的中断向量表用于存放______。
BA.中断类型号B.中断服务程序的入口地址C.中断服务程序的返回地址D.断点地址三、判断题9.8086的可屏蔽中断的优先级高于不可屏蔽中断。
[ ] ×10.通常8259A芯片中的IR0优先级最低,IR7的优先级最高。
[ ]×11.在8088系统中,所谓中断向量就是中断服务程序入口地址。
[ ] √四、简答题12.CPU响应INTR中断的条件是什么?答:(1)INTR信号为有效电平(2)当前指令执行完毕(3)CPU开中断(IF=1)(4)没有更高级的请求(RESET , HOLD ,NMI)13.一般CPU响应中断时自动做哪些工作? 8088CPU呢?答:一般CPU在响应中断时,关中断,保存断点,识别中断源,找到中断服务程序入口地址,转入中断服务程序。
8080CPU在响应中断时,首先把PSW(或标志寄存器内容)入栈保存,其余同一般CPU.14.8088CPU在执行中断返回指令IRET时,执行什么操作?答:(1)弹出断点送CS:IP(2)弹出PSW送标志寄存器15.中断控制器8259A中下列寄存器的作用是什么?(1) IRR (中断请求寄存器) :保存中断源的中断请求(2) IMR (中断屏蔽寄存器) :屏蔽/允许中断源请求中断,由程序写入,1为屏蔽,0为允许(3) ISR (中断服务寄存器): 记录CPU正在为哪些中断源服务(4) IVR (中断向量寄存器): 保存中断向量号16、初使化时设置为非自动结束方式,那么在中断服务程序将结束时必须设置什么操作命令?如果不设置这种命令会发生什么现象?答案:当中断服务程序将结束时,必须发0CW2=20H为中断结束命令,执行此命令即撤消正在服务的中断请求和服务标志;否则,即使返回主程序但未退出此中断,造成中断响应的混乱。
pcie中断方法和系统与流程PCIe是一种高速串行总线接口技术,它在计算机硬件领域中被广泛应用于主板与扩展卡之间的高速数据传输。
PCIe中断是指当PCIe设备需要向主机发送信号时,通过中断方式将信息传送给主机。
本文将介绍PCIe中断的方法、系统与流程。
一、PCIe中断方法PCIe中断有两种方法:MSI(Message-Signaled Interrupts)和MSI-X(Message Signaled Interrupts eXtended)。
1.MSI方法MSI是一种简化中断传输机制的技术。
它将中断传递方式从传统的基于总线的IRQ方式转变为基于消息的方式。
MSI使用一个32位的消息寄存器将中断请求通过总线发送给主机。
主机收到中断请求后,使用特定的寄存器来处理中断。
2.MSI-X方法MSI-X是对MSI方法的扩展,它进一步提升了中断传输的性能和功能。
MSI-X支持多个消息寄存器和多个中断向量,使得多个设备可以同时发送中断请求。
这种方法在多核处理器中非常有用,可以提高系统的性能和可扩展性。
PCIe中断系统通常由PCIe设备、主机和中断控制器组成。
下面是PCIe中断系统的一般流程:1.设备初始化PCIe设备在初始化时会配置中断寄存器,并向主机注册中断。
2.中断请求当设备需要发送中断给主机时,它会写入中断寄存器,触发中断请求。
3.中断控制器操作中断控制器会监听PCIe总线上的中断请求,并将请求传送给主机。
4.中断服务例程主机收到中断请求后,会调用相应的中断服务例程来处理中断请求。
中断服务例程是由操作系统提供的,用于处理特定中断类型的代码段。
5.中断处理中断服务例程会执行一系列操作,如保存寄存器的状态、响应中断请求并执行相应的处理程序。
6.中断恢复中断服务例程处理完成后,会向设备发送中断恢复命令,告知设备中断已被处理。
7.响应确认设备接收到中断恢复命令后,会向主机发送中断响应确认,告知主机中断已被处理。